来源：润滑油与添加剂技术前沿

引言

添加剂在润滑工程的悠久历史中，润滑剂添加剂的应用相对较新。自1950年起，市场已开始使用润滑剂添加剂，但润滑剂添加剂化学研究仍不够深入。为此，对添加剂分子科学的研究变得更为重要。添加剂分类市面上可以找到许多类型的润滑剂添加剂，在大多数情况下，它们是根据其在润滑系统中的主要作用出售的，例如抗磨或抗氧化剂以及摩擦改进剂。添加剂Z普遍的分类方法是以功能分类，即将“物质 按其作用”分为三组：

摩擦改善剂，包括摩擦改进剂（FM）、抗磨剂（AW）、极压添加剂（Extreme pressure additive，简写为EP）等，它们在润滑油添加剂技术中处于中心地位，直接有助于改善润滑剂的摩擦学性能。

流变改进剂（rheologyimproving additives），包括黏度改进剂（Viscosity modifier， 简写为VM）和降凝剂（Pour point depressant，简写为PPD）。它们主要是在流体动力条件下，通过改变液体的整体特性来改善润滑性能，主要涉及基础油的流动性。从功能上看，流变改进剂可以被归类为混合润滑和流体动力润滑之间的“间接”摩擦改善剂，该类添加剂与基础油关系密切。

性能保持剂（Maintainers）是指通过防止润滑系统中的物质降解来帮助保持物质（润滑剂和机械 元件的材料）处于良好状态的添加剂，它们主要作用为有助于延长润滑系统的寿命，并且在某些情况下部分有助于提高润滑性能。如抗氧化剂（Antioxidant，简写为AO）在防止润滑剂老化过程中起决定性作用；清净剂和分散剂能够减轻污染物对润滑的不利影响；腐蚀抑制剂（包括防锈剂）能够保护摩擦材料免受腐蚀；在机器运行过程中，气泡可能会混入润滑剂中，它们在接触处引起润滑剂不足并促进自氧化过程，抗泡剂可破坏气泡；在大多数应用中，水是普遍存在的污染物，它会降低润滑剂的黏度，并引起润滑剂和材料的老化，破乳剂有利于分离润滑剂中的水。

除根据添加剂的功能进行分类外，还可以通过添加剂的作用点及其作用机理对其进行分类，如以作用点分类可分为界面剂和分散剂两类，以作用机理分类可分为化学添加剂、物理添加剂两类。以上分类彼此独立，功能分类是通用标准，主要用于工程应用和技术概述，作用点和作用机理分类侧重于机理研究和通过分子设计开发新技术。各个润滑剂添加剂的这些类别的交互特性见表。

黏度是基础油的基本特性，对基础油流动性起作用的流变改进剂在改善油品的润滑性能方面有着不可替代的作用。本文将对流变改进剂进行详细概述。

流变改进剂

 流变改进剂，包括VM和PPD，其中VM又曾被称为黏度指数改进剂 (Viscosity index improvers， 简 写为VII)。VI是一项作为润滑剂选用依据的技术指标，因VM是聚合物分子结构，这种分子在较低的温度下可以被压缩，而在较高的温度下会膨胀（见图 ），而高温下膨胀的大体积分子具有一定的流动阻力，从而表现出高黏度特性，通过加入VM可使润滑剂的适用温度范围更宽，高端VM的技术挑战主要是添加剂的剪切稳定性。

润滑油冻结会导致润滑失效，导致机器元件严重损坏；预加热系统可以避免这个问题，但它会消耗相当多的时间和能量。加入了PPD的油品可适用于寒冷气候下的机械设备润滑。PPD是典型的支链烃类， PPD分子每个支链的烷基都能与油分子相互作用，从而可以保持分子周围的自由体积，使局部结构具有较好的流动性，阻止了基础油分子的结晶，如图所示。

总结

与基础油分子相比，VM和PPD都是大分子聚合物，但VM和PPD的功能是不同的，VM的主要作用是在较高的温度下抑制基础油分子的流动性，从而增加黏度，而PPD是利用分子的支化结构，使基 础油分子在较低温度下具有流动性。这两种添加剂的作用都涉及物理效应，除非分子分解，否则其所造成的基础油流动性随温度的变化是可逆的。

摘自：润滑油分子科学概述之一 -基础油与流变改进剂，曹静思 石啸 李成，石油商技。